JP2004347857A

JP2004347857A - Split sleeve for optical communication, method of manufacturing the same, and optical fiber connecter using the same

Info

Publication number: JP2004347857A
Application number: JP2003144758A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kobayashi; 善宏小林
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-05-22
Filing date: 2003-05-22
Publication date: 2004-12-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To decrease a connection loss and to increase the strength for a bending stress. <P>SOLUTION: The split sleeve for optical communication 1 has a slit 1a in an axial direction, which extends from an opening to the other opening of a cylindrical body, and optical fibers inserted from the both openings are connected, an inner face slit boundary part 1c, which is the boundary part between the slit 1a and an inner peripheral face 1b, and an outer face slit boundary part 1d, which is the boundary part between the slit 1a and an outer peripheral face 1f, have a smooth arc-shaped cross section, which continues the inner peripheral face 1b or the outer peripheral face 1f to the slit, respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、光通信等で光ファイバの接続に用いる光通信用割スリーブ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ同士を接続する光ファイバコネクタの構造は、図４に示すように光ファイバ３を貫通孔２ａに挿通し固定したフェルール２の先端面２ａ同士を光通信用割スリーブ１の両端から挿入して突き合わせるようになっており、上記フェルール２、割スリーブ１の材質として、アルミナやジルコニア等のセラミックスまたは金属、プラスチックス等が用いられている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来の一般的な割スリーブ１は図５に示すように筒状体で長手方向にスリット１ａが設けられ、その内周面１ｂはフェルールの外径よりわずかに小さく精密研磨されている。この割スリーブ１にフェルールを挿入すると、割スリーブ１が弾性変形して若干広がることにより、割スリーブ１の内周面１ｂでフェルールを強固に把持することができるようになっている。
【０００４】
また、この割スリーブ１をセラミックスで形成する場合は、セラミック原料を押出成形等によって円筒状に成形し、焼成した後、内周面及び外周面を研削し、加工によりスリット１ｂを形成して製造していた。
【０００５】
しかし、図５に示すような割スリーブ１では、内面スリット境界部１ｃがエッジ形状となっているので、フェルールを把持した際にスリット対向部１ｅとスリット１ａの両側の内面スリット境界部１ｃの３箇所でフェルールと接することになりこれらの部位に集中荷重が働いており、内面スリット境界部１ｃがエッジ形状となっているので、把持力が不安定になってしまうという問題を生じている。
【０００６】
そこで、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、内面スリット境界部１ｃを円弧状で内周面と滑らかに連続するような形状とするかもしくは面取りを施すか、または内面スリット境界部１ｃを円弧状で内周面と滑らかに連続するような形状とすることが提案された（特許文献２、特許文献３参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平２−２３１５４５号公報
【０００８】
【特許文献２】
実開平２−１４０５０６号公報
【０００９】
【特許文献３】
特公平７−８９１６８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献２、３に示すような割スリーブにおいても、外周面とスリットの境界部がエッジ状となっており、そのエッジの稜線はミクロ的に粗いため、その部分を起点として割れが発生しやすい。
【００１１】
また、割スリーブがジルコニア等のセラミックス製の場合、図７に示すように割スリーブ１に挿入したフェルール２に横荷重をかけると、割スリーブ１が割れ６が発生するという問題を発生させている。特にＪＩＳＣ５９７０に規定されているＦ０１形単心光ファイバコネクタのように、コネクタハウジングからフェルールが突出した光ファイバコネクタではその問題が顕著であり、例えば、割スリーブ１を装着した光アダプタが上方に設置されていた場合に、フェルールを先端に配した光プラグを光アダプタに真直ぐに挿入することが容易ではなくなるために、斜めに挿入してしまい、割スリーブ１の割れ問題を発生させることとなっていた。
【００１２】
これは、割スリーブ１は内径、外径の大きさに比べて、その差の半値である肉厚が薄いことと、内部にフェルールを入れることにより、その薄肉部が弾性変形して、割スリーブ１の内周面がフェルールの外周面を把持するために、曲げ応力が常にかかっているために、特に割れが発生しやすくなる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記に鑑みて本発明は、筒状体の一方の開口から他方の開口へ通ずる軸方向のスリットを有し、両開口から挿通された光ファイバ同士を接続する光通信用割スリーブであって、上記スリットと内周面との境界部である内面スリット境界部およびスリットと外周面との境界部である外面スリット境界部を、それぞれ内周面または外周面とスリットに連続するような滑らかな円弧断面形状としたことを特徴とする。
【００１４】
また、上記内面スリット境界部の円弧断面形状の曲率半径を０．００５〜０．２ｍｍとするとともに、外面スリット境界部の円弧断面形状の曲率半径を０．０２〜０．５ｍｍとし、且つ外面スリット境界部の曲率半径が内面スリット境界部の曲率半径以上としたことを特徴とする。
【００１５】
さらには、上記内面スリット境界部及び外面スリット境界部の表面粗さを算術平均表面粗さ（Ｒａ）で０．００１〜０．２μｍの範囲内としたことを特徴とする。
【００１６】
しかも、上記光通信用割スリーブがジルコニアセラミックスからなることを特徴とする。
【００１７】
そして、上記の何れかに記載の光通信用割スリーブの製造方法であって、上記筒状体にスリットを加工した後、該スリットにダイヤモンドペーストを塗布したブラシを一方の開口から他方の開口へ向かって回転させながら移動させることによって、上記スリットに滑らかな円弧断面形状を成す内面スリット境界部及び外面スリット境界部を形成することを特徴とする。
【００１８】
また、上記光通信用割スリーブを用いた光ファイバコネクタであって、光通信用割スリーブの両開口から光ファイバを保持したフェルールを挿入して突き合わせ、光ファイバの先端面同士を接続してなることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の光通信用割スリーブの一実施形態を示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図である。本発明の光通信用割スリーブ（以下、単に割スリーブと称す）１は、筒状体の一方の開口から他方の開口へ通ずる軸方向のスリット１ａを有し、両開口から挿通された光ファイバ同士を接続する光通信用割スリーブ１であって、上記スリット１ａと内周面１ｂとの境界部である内面スリット境界部１ｃおよびスリット１ａと外周面１ｆとの境界部である外面スリット境界部１ｄを、それぞれ内周面１ｂまたは外周面１ｆとスリット１ａに連続するような滑らかな円弧断面形状としている。
【００２１】
本発明の割スリーブ１は、図４に示すように、両側から光ファイバ３を挿通したフェルール２を挿入して当接させることにより、光ファイバ３同士を端面で接続する光ファイバコネクタとして用いられ、割スリーブ１はアルミナやジルコニア等のセラミックス、リン青銅、又はプラスチックス等の材料からなり、筒状体で長手方向にスリット１ａが設けられ、その内周面１ｂは挿入するフェルールの外径よりも僅かに小さな内径となるような円形に精密研磨されている。
【００２２】
この割スリーブ１では、内面スリット境界部１ｃおよび外面スリット境界部１ｄを、それぞれ内周面１ｂとスリット１ａまたは外周面１ｆとスリット１ａに連続するような滑らかな円弧断面形状とすることにより、図４に示すような光ファイバコネクタとして用いた際、割スリーブ１に挿入したフェルール２に横荷重をかけた場合においても、割スリーブ１に割れが発生しにくくなる。例えば、割スリーブ１を装着した光アダプタが上方に設置されていた場合に、フェルール２を先端に配した光プラグを光アダプタに真直ぐに挿入することが容易ではなくなるために、斜めに挿入してしまっても、割スリーブ１に割れが発生しにくくなる。
【００２３】
また、上記外面スリット境界部１ｄの曲率半径Ｒ２が内面スリット境界部１ｃの曲率半径Ｒ１よりも大きいか、もしくは同等であることが好ましい。内面スリット境界部１ｃは、フェルールを挿入した際の把持力を安定させてフェルールからの荷重の集中を防止する作用をなし、外面スリット境界部１ｄは、フェルールに横荷重をかけた際に、応力集中が生じ割れが発生するのを防止する作用をなすため、フェルールからの荷重が作用しないため曲率半径Ｒ２は内面スリット境界部１ｄの曲率半径Ｒ１以上となる。
【００２４】
さらに、上記内面スリット境界部１ｃの曲率半径を０．００５〜０．２ｍｍ及び外面スリット境界部１ｄの曲率半径を０．０２〜０．５ｍｍの範囲内とすることが好ましい。
【００２５】
内面スリット境界部１ｃの曲率半径が０．００５ｍｍ未満であれば、フェルールを把持した際にスリット対向部１ｅと内面スリット境界部１ｃの３箇所でフェルールと接することになりこれらの部位に集中荷重が働き、把持力が不安定になってしまい、また、０．２ｍｍを超えると、外面スリット境界部１ｄも円弧断面形状であるので割れ発生の開始点の肉厚が薄くなってしまい、逆に割れやすくなってしまう。
【００２６】
外面スリット境界部１ｄの曲率半径が０．０２ｍｍ未満であれば、応力集中による割れ発生の確率が高くなってしまうことと、また、０．５ｍｍを超えると、内面スリット境界部１ｃ及び外面スリット境界部１ｄが滑らかに連続するような円弧断面形状でなくなってしまうからである。
【００２７】
上記外面スリット境界部１ｄを円弧断面形状にする効果としては、スリーブ１の内部にフェルールを挿入して、フェルールに横荷重をかけた際に、割れ発生に対しての防止効果を有することが最大の効果である。これは、従来のように外面スリット境界部１ｄにエッジが生じていれば、そのエッジである稜線はミクロ的には様々な凹凸面が存在し、その凹部に応力が集中することにより、曲げ荷重に対して弱くなるからである。特に、上記割スリーブを図４に示すような光ファイバコネクタとして用いる際、割スリーブ１に挿入したフェルール２に横荷重をかけた場合においても、割スリーブ１に割れが発生しにくくなる。
【００２８】
例えば、ＦＣ形光ファイバコネクタに用いられている内径φ２．４９３ｍｍ、外径φ３．４００ｍｍの割スリーブ１であれば、内面スリット境界部１ｃと外面スリット境界部１ｄの曲率半径Ｒ１、Ｒ２の合計値の最大値は外径と内径の差である０．９０７ｍｍとなる。また、φ１．２５ｍｍ用フェルールを用いるＪＩＳＣ５９７０に規定されているＭＵ形光ファイバコネクタでは、内径φ１．２４５ｍｍ、外径φ１．６９０ｍｍであるために、内面スリット境界部１ｃと外面スリット境界部１ｄの曲率半径Ｒ１、Ｒ２の合計値の最大値は０．４４５ｍｍとなる。
【００２９】
例えば、ＭＵ形光ファイバコネクタの場合では内面スリット境界部１ｃの曲率半径Ｒ１を０．１ｍｍとすれば外面スリット境界部１ｄの曲率半径Ｒ２の最大値は０．３４５ｍｍとなる。
【００３０】
なお、上記内面スリット境界部１ｃ及び外面スリット境界部１ｄの曲率半径Ｒ１、Ｒ２は、表面形状測定器（東京精密製ＳＵＲＦＣＯＭ等）で形状をレコーダに記録するか、もしくは投影機で端面を投影することで、拡大された曲線を表示し、その曲線にテンプレートをあわせて測定する方法を用いることができる。
【００３１】
さらに、上記内面スリット境界部１ｃ及び外面スリット境界部１ｄの表面粗さは算術平均表面粗さ（Ｒａ）で０．００１〜０．２μｍの範囲内とすることが好ましい。
【００３２】
算術平均表面粗さ（Ｒａ）で０．００１μｍ未満となると、スリーブ１をセラミックスで形成した場合の現状での研磨技術の限界値であり、しかも測定限界値でもある。また、算術平均表面粗さ（Ｒａ）で０．２μｍを超えると、粗すぎるために、その凹部に応力集中し、割れ防止効果を発揮できなくなるからである。
【００３３】
なお、上記算術平均表面粗さ（Ｒａ）は接触式形状測定器を用いて、割スリーブ１の内面スリット境界部１ｃもしくは外面スリット境界部１ｄに触針を接触させて移動させることにより該触針の振れを測定する方法を用いる。
【００３４】
また、内面スリット境界部１ｃ及び外面スリット境界部１ｄを研磨面とすることが好ましく、端面が研削面や焼成面では表面粗さが大きくなりその凹凸部分に応力が集中することにより、割れの発生の危険性が高くなるからである。
【００３５】
なお、割スリーブ１の両端面においても、内周面１ｂ及び外周面１ｆとの境界部にも連続する滑らかな円弧断面形状とすることが好ましく、その曲率半径を０．０１〜０．３ｍｍとし、その表面粗さは、上記内面スリット境界部１ｃ、外面スリット境界部１ｄと同様に算術平均表面粗さ（Ｒａ）で０．００１〜０．２μｍの範囲内とすることがより好ましい。
【００３６】
上記割スリーブ１の材質としては、ジルコニア、アルミナ、窒化珪素、炭化珪素、窒化アルミニウム、コージュライト、ムライト等を主成分とする結晶粒子を有するセラミックス、あるいは結晶化ガラスや金属、プラスチックス等の様々な材料を用いることができるが、特にジルコニアを主成分とするセラミックスが最適である。
【００３７】
具体的には、ＺｒＯ_２を主成分とし、安定化剤としてＹ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＣｅＯ_２、Ｄｙ_２Ｏ_３等の一種以上を含有するもので、正方晶の結晶を主体とした部分安定化ジルコニアセラミックスを用いることが望ましい。
【００３８】
このジルコニアセラミックスは、平均結晶粒径が０．１〜１．０μｍであり、かつ気孔率が３％以下であるものを適用することができる。ここで平均結晶粒径が１．０μｍを越えると結晶間の空隙が大きくなり良好な外周面が得られずしかも強度が低下するために割れ等破壊しやすくなる。又、原料混合時ボールミル等で粉砕を行う時に安定して０．１μｍ以下に粒度を調整することが困難であり、焼成後は結晶が粒成長するためさらに粒径が大きくなる為に０．１μｍ以上が望ましい。気孔率は割スリーブ１の固体中に含まれる空隙の割合を百分率であらわしたもので３％を越えると気孔部分が面粗さを悪化させてしまい、強度の劣化につながる。
【００３９】
ここで、本発明の割スリーブ１の製造方法についてジルコニアセラミックスから成る場合について説明する。
【００４０】
まず、押出成形または射出成形等での成形を行い長い筒状体を得、次いで得られた成形体を所定温度にて焼成する。
【００４１】
なお、セラミックス以外の材質の場合には、りん青銅からなる平板を精密プレス加工で曲げて成形する、又はプラスチックスを精密射出成形で成形する方法等によって筒状体を得ることができる。
【００４２】
しかる後、焼成後の筒状体の内周面を筒状体の軸を中心にダイヤモンド砥粒等を用いて同心に研磨し、外周面研削、長さ加工を行う。外周面研削では外径の寸法を整え、長さ加工では予め長い筒状体に一体成形、焼成していたものを所定の長さに切断し、スリット１ａ加工を施す。
【００４３】
次に、図２に示すように、ダイヤモンドペースト５を塗布したブラシ４ｂをスリット１ａに挿入し、筒状体の一方の開口から他方の開口へ向かって回転させながら移動させることによって、上記スリット１ａの端面に滑らかな円弧断面形状を成す内面スリット境界部１ｃ及び外面スリット境界部１ｄを形成することができる。
【００４４】
ここで、回転ブラシ４の心金４ａをピアノ線等の硬鋼線からなる金属製として、半径方向に孔を設けてブラシ４ｂを埋め込み固定する方法でも良いし、心金４ａとブラシ４ｂを細線のより線とする方法でよい。また、ブラシ４ｂはメキシカンファイバと呼ばれるメキシコ製の植物繊維を用いることが望ましい。
【００４５】
ダイヤモンドペースト５は平均粒径２〜５μｍのダイヤモンド砥粒を高粘性の油に混合して用いることが望ましい。砥粒の平均粒径が２μｍ未満であると研磨時間がかかりすぎ、一方、平均粒径が５μｍを超えると研磨傷が大きくなり、その傷部分に応力が集中することになり、割れ防止効果を発揮できなくなるからである。
【００４６】
なお、回転ブラシ４の回転数は２００〜１０００ｒｐｍの回転数であることが望ましい。２００ｒｐｍ未満では研磨時間がかかりすぎることと、１０００ｒｐｍを超えると回転が速すぎてダイヤモンドペースト５が回転ブラシ３に定着しなくなるからである。
【００４７】
また、回転ブラシ４の移動速度は０．０１〜０．５ｍ／ｓが望ましい。０．０１ｍ／ｓ未満では、加工時間が長くなってしまいコストアップとなり、０．５ｍ／ｓを超えると早すぎて、研磨効果がなくなり結局は時間を長くかけなければならなくなるからである。
【００４８】
ここで、回転ブラシ４での加工はスリット１ａを１回通すだけではなく、数回往復させる方法を用いてもよい。また。回転ブラシ４に上下運動を加えることにより、研磨効果を高めることも可能である。
【００４９】
以上の方法により、スリット１ａ及び内面スリット境界部１ｃ及び外面スリット境界部１ｄを滑らかに連続するような円弧断面形状とすることが可能となり、回転ブラシ４のブラシ４ｂのとび出した部分によってスリット１ａと内周面１ｂ、外周面１ｆを削る力となるので結果として円弧断面形状を加工することができる。
【００５０】
ここで、曲率半径を内面スリット境界部１ｃと外面スリット境界部１ｄとで替える場合はブラシ４ｂの長さを調整することで可能となる。例えば、外面スリット境界部１ｄの曲率半径が内面スリット境界部１ｃの曲率半径より大きい場合には、図２における回転ブラシ４のブラシ４ｂの長さを下方に向けて短くすることにより容易に達成できる。
【００５１】
このような製造方法によって、容易に内面スリット境界部１ｃ及び外面スリット境界部１ｄを加工することができ、その曲率半径も回転ブラシ４のブラシ４ｂの長さを調整することで所望の値に加工することができ、光ファイバコネクタとして用いた場合に、応力集中を有効に防止して割れの発生を防止することができる。
【００５２】
【実施例】
次いで本発明の実施例を示す。
【００５３】
本発明実施例として、図１に示すような割スリーブを作製する。ジルコニアセラミックスからなり、内面スリット境界部及び外面スリット境界部に曲率半径Ｒ１、Ｒ２を表１に示す如く値とした円弧断面形状とした割スリーブ試料を６種類用意した。
【００５４】
また、比較例として、内面スリット境界部及び外面スリット境界部に加工を施さないエッジ部を有する割スリーブ試料、内面スリット境界部のみに０．３ｍｍの面取り部を有し、外面スリット境界部に加工を施さない割スリーブ試料、内面スリット境界部に曲率半径０．３ｍｍ、外面スリット境界部に加工を施さない割スリーブ試料の３種類を用意した。
【００５５】
そして、計９種類の割スリーブ試料は、内径が２．４９３ｍｍ、外径が３．４ｍｍ、長さは１１．４ｍｍであり、スリットの幅は０．５ｍｍである。
【００５６】
これら各種類の試料を１００個ずつ作製し、図３に示すようにスリーブ固定治具７に被破壊用の割スリーブ試料１をそれぞれ挿入して固定し、次に直径２．５００ｍｍ、長さが１０．５ｍｍのフェルール２を被破壊用の割スリーブ試料１に挿入し、フェルール２の後端部に荷重Ｐをかけて割スリーブ１を破壊させて、その時の荷重を計測した。
【００５７】
この時の条件は、荷重をかける速さを５ｍｍ／分、温度２５゜Ｃ、湿度５９％とした。
【００５８】
各試料の破壊荷重の平均値を表１に示す。
【００５９】
【表１】

【００６０】
表１より、従来の内面スリット境界部及び外面スリット境界部に円弧形状断面を有しない割スリーブでは、平均破断荷重が４２８ｇ、また内面スリット境界部に０．３ｍｍ×０．３ｍｍの面取りを有し外面スリット境界部に円弧形状断面を有しない割スリーブでは、平均破断荷重が４６７ｇ、内面スリット境界部に曲率半径０．３ｍｍ外面スリット境界部に円弧形状断面を有しない割スリーブでは、平均破断荷重が４７９ｇという値となった。
【００６１】
これに対し、本発明の内面スリット境界部の曲率半径が０．０１〜０．７ｍｍであり、かつ外面スリット境界部の曲率半径が０．０１〜０．４５ｍｍの割スリーブ１では、平均破断荷重が５３９〜５８１ｇとそれぞれ良好な結果が得られた。
【００６２】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、筒状体の一方の開口から他方の開口へ通ずる軸方向のスリットを有し、両開口から挿通された光ファイバ同士を接続する光通信用割スリーブであって、上記スリットと内周面との境界部である内面スリット境界部およびスリットと外周面との境界部である外面スリット境界部を、それぞれ内周面または外周面とスリットに連続するような滑らかな円弧断面形状とすることにより、接続損失を小さくすることができ、かつ曲げ応力に対する強度を強めることが可能となり割れの発生を防止することができる。
【００６３】
また、上記内面スリット境界部の円弧断面形状の曲率半径が０．００５〜０．２ｍｍとするとともに、外面スリット境界部の円弧断面形状の曲率半径を０．０２〜０．５ｍｍとし、且つ外面スリット境界部の曲率半径が内面スリット境界部の曲率半径よりも大きいか若しくは同等としたことにより、接続損失を小さくすることができ、かつ曲げ応力に対する強度を強めることが可能となり割れの発生を防止することができる。
【００６４】
更には、上記内面スリット境界部及び外面スリット境界部の表面粗さを算術平均表面粗さ（Ｒａ）で０．００１〜０．２μｍの範囲内としたことにより、曲げ応力に対する強度を強めることが可能となり割れの発生を防止することができる。
【００６５】
しかも、上記光通信用割スリーブがジルコニアセラミックスからなることにより、長期信頼性に強い割スリーブを得ることができる。
【００６６】
そして、上記の何れかに記載の光通信用割スリーブの製造方法であって、上記筒状体にスリットを加工した後、該スリットにダイヤモンドペーストを塗布したブラシを一方の開口から他方の開口へ向かって回転させながら移動させることによって、上記スリットに滑らかな円弧断面形状を成す内面スリット境界部及び外面スリット境界部を形成することにより、内面スリット境界部および外面スリット境界部に、それぞれ内周面または外周面とスリットに連続するような滑らかな円弧断面形状を形成することが可能となる。
【００６７】
また、上記の何れかに記載の光通信用割スリーブの両開口から光ファイバを保持したフェルールを挿入して突き合わせ、光ファイバの先端面同士を接続することにより、接続損失を小さくすることができ、しかも曲げ応力に対する強度を強めることが可能となり割れの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の割スリーブの一実施形態を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図２】本発明の割スリーブの加工方法を示す斜視図である。
【図３】本発明の割スリーブの曲げ試験を示す断面図である。
【図４】本発明の割スリーブを用いて成る光ファイバコネクタを示す断面図である。
【図５】従来の割スリーブを示す斜視図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は従来の割スリーブを示す平面図である。
【図７】従来の割スリーブの割れ状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１：割スリーブ
１ａ：スリット
１ｂ：内周面
１ｃ：内面スリット境界部
１ｄ：外面スリット協会部
１ｅ：スリット対向部
１ｆ：外周面
２：フェルール
２ａ：貫通孔
２ｂ：先端面
３：光ファイバ
４：回転ブラシ
４ａ：心金
４ｂ：ブラシ
５：ダイヤモンドペースト
６：割れ
７：スリーブ固定治具[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a split sleeve for optical communication used for connecting optical fibers in optical communication and the like, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 4, the structure of the optical fiber connector for connecting the optical fibers is such that the end faces 2a of the ferrules 2 in which the optical fibers 3 are inserted through the through holes 2a are fixed from both ends of the split sleeve 1 for optical communication. As the material of the ferrule 2 and the split sleeve 1, ceramics such as alumina and zirconia, metals, plastics and the like are used (see Patent Document 1).
[0003]
As shown in FIG. 5, a conventional general split sleeve 1 has a cylindrical body provided with a slit 1a in the longitudinal direction, and an inner peripheral surface 1b thereof is slightly polished slightly smaller than the outer diameter of the ferrule. When a ferrule is inserted into the split sleeve 1, the split sleeve 1 is elastically deformed and slightly expanded, so that the inner peripheral surface 1b of the split sleeve 1 can firmly hold the ferrule.
[0004]
When the split sleeve 1 is formed of ceramics, the raw material is formed into a cylindrical shape by extrusion molding or the like, fired, then the inner and outer peripheral surfaces are ground, and the slits 1b are formed by processing to produce the split sleeve 1. Was.
[0005]
However, in the split sleeve 1 as shown in FIG. 5, since the inner slit boundary 1c has an edge shape, when the ferrule is gripped, the slit opposing portion 1e and the inner slit boundary 1c on both sides of the slit 1a become three. The ferrules come into contact with the ferrules at points, and concentrated loads are acting on these parts. Since the inner slit boundary 1c has an edge shape, a problem arises in that the gripping force becomes unstable.
[0006]
Therefore, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the inner slit boundary portion 1c is formed into an arc shape and smoothly connected to the inner peripheral surface, or is chamfered, or the inner slit boundary portion is formed. It has been proposed to make 1c an arc-like shape that smoothly continues to the inner peripheral surface (see Patent Documents 2 and 3).
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-2-231545
[Patent Document 2]
JP-A-2-140506 [0009]
[Patent Document 3]
Japanese Patent Publication No. 7-89168
[Problems to be solved by the invention]
However, even in the split sleeves shown in

Patent Documents

2 and 3, the boundary between the outer peripheral surface and the slit has an edge shape, and the ridgeline of the edge is microscopically rough. It's easy to do.
[0011]
In addition, when the split sleeve is made of ceramics such as zirconia, as shown in FIG. 7, when a lateral load is applied to the ferrule 2 inserted into the split sleeve 1, the split sleeve 1 has a problem that a crack 6 occurs. . In particular, the problem is remarkable in an optical fiber connector in which a ferrule protrudes from a connector housing, such as an F01 type single-core optical fiber connector specified in JIS C5970. If it is installed, it will not be easy to insert the optical plug with the ferrule at the tip straight into the optical adapter, so it will be inserted diagonally, causing the split sleeve 1 to crack. I was
[0012]
This is because the split sleeve 1 has a smaller thickness, which is half the difference between the inner diameter and the outer diameter, and the ferrule is inserted inside, so that the thin part is elastically deformed, and the split sleeve 1 is deformed. Since the inner peripheral surface of the ferrule 1 grips the outer peripheral surface of the ferrule, bending stress is always applied to the inner peripheral surface of the ferrule.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above, the present invention is an optical communication split sleeve that has an axial slit extending from one opening of the cylindrical body to the other opening, and connects optical fibers inserted from both openings. A smooth circular arc such that the inner slit boundary that is the boundary between the slit and the inner peripheral surface and the outer slit boundary that is the boundary between the slit and the outer peripheral surface are connected to the inner peripheral surface or the outer peripheral surface and the slit, respectively. It has a cross-sectional shape.
[0014]
In addition, the radius of curvature of the circular cross-sectional shape of the inner slit boundary is 0.005 to 0.2 mm, the radius of curvature of the circular cross-sectional shape of the outer slit boundary is 0.02 to 0.5 mm, and the outer slit is formed. The curvature radius of the boundary is set to be equal to or larger than the curvature radius of the inner surface slit boundary.
[0015]
Furthermore, the surface roughness of the inner surface slit boundary portion and the outer surface slit boundary portion is set to an arithmetic average surface roughness (Ra) within a range of 0.001 to 0.2 μm.
[0016]
Moreover, the optical communication split sleeve is made of zirconia ceramics.
[0017]
Then, in the method for manufacturing a split sleeve for optical communication according to any of the above, after processing a slit in the cylindrical body, a brush coated with diamond paste in the slit from one opening to the other opening. By moving the slit while rotating it, an inner slit boundary portion and an outer slit boundary portion having a smooth arc-shaped cross-sectional shape are formed in the slit.
[0018]
An optical fiber connector using the split sleeve for optical communication, wherein the ferrule holding the optical fiber is inserted and butt-connected from both openings of the split sleeve for optical communication, and the end faces of the optical fibers are connected to each other. It is characterized by the following.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
1A and 1B are diagrams showing an embodiment of an optical communication split sleeve according to the present invention, wherein FIG. 1A is a side view and FIG. 1B is a plan view. An optical communication split sleeve (hereinafter simply referred to as a split sleeve) 1 of the present invention has an axial slit 1a extending from one opening of a cylindrical body to the other opening, and an optical fiber inserted through both openings. An optical communication split sleeve 1 for connecting them, wherein an inner slit boundary 1c which is a boundary between the slit 1a and the inner peripheral surface 1b and an outer slit boundary which is a boundary between the slit 1a and the outer peripheral surface 1f. 1d has a smooth circular arc cross-sectional shape continuous with the inner peripheral surface 1b or the outer peripheral surface 1f and the slit 1a, respectively.
[0021]
As shown in FIG. 4, the split sleeve 1 of the present invention is used as an optical fiber connector for connecting the optical fibers 3 at the end faces by inserting and abutting ferrules 2 through which the optical fibers 3 are inserted from both sides. The split sleeve 1 is made of a material such as ceramics such as alumina or zirconia, phosphor bronze, or plastics, is provided with a slit 1a in a longitudinal direction in a cylindrical body, and has an inner peripheral surface 1b whose outer diameter is smaller than the outer diameter of the ferrule to be inserted. Is also precisely polished to a circular shape having a slightly smaller inner diameter.
[0022]
In the split sleeve 1, the inner slit boundary 1c and the outer slit boundary 1d have a smooth circular arc cross-sectional shape that is continuous with the inner peripheral surface 1b and the slit 1a or the outer peripheral surface 1f and the slit 1a, respectively. When used as an optical fiber connector as shown in FIG. 4, even if a lateral load is applied to the ferrule 2 inserted into the split sleeve 1, cracks are less likely to occur in the split sleeve 1. For example, when the optical adapter to which the split sleeve 1 is attached is installed above, it is not easy to insert the optical plug having the ferrule 2 at the tip straight into the optical adapter. Even if it does, the split sleeve 1 is less likely to crack.
[0023]
Further, it is preferable that the radius of curvature R2 of the outer surface slit boundary 1d is larger than or equal to the radius of curvature R1 of the inner surface slit boundary 1c. The inner slit boundary 1c acts to stabilize the gripping force when the ferrule is inserted and prevents the concentration of the load from the ferrule, and the outer slit boundary 1d exerts a stress when a lateral load is applied to the ferrule. In order to prevent the occurrence of cracking due to concentration, no load is applied from the ferrule, so that the radius of curvature R2 is equal to or larger than the radius of curvature R1 of the inner surface slit boundary 1d.
[0024]
Further, it is preferable that the radius of curvature of the inner surface slit boundary portion 1c be within a range of 0.005 to 0.2 mm and the radius of curvature of the outer surface slit boundary portion 1d be within a range of 0.02 to 0.5 mm.
[0025]
If the radius of curvature of the inner slit boundary 1c is less than 0.005 mm, the ferrule is held in contact with the ferrule at three locations, the slit opposing portion 1e and the inner slit boundary 1c when the ferrule is gripped, and concentrated load is applied to these portions. When it exceeds 0.2 mm, the outer slit boundary 1d also has an arc-shaped cross-sectional shape, so that the thickness at the starting point of crack generation becomes thin, and conversely, It will be easier.
[0026]
If the radius of curvature of the outer surface slit boundary 1d is less than 0.02 mm, the probability of occurrence of cracks due to stress concentration increases, and if it exceeds 0.5 mm, the inner surface slit boundary 1c and the outer surface slit boundary. This is because the portion 1d does not have an arcuate cross-sectional shape that smoothly continues.
[0027]
The effect of forming the outer surface slit boundary 1d into an arcuate cross-sectional shape is as follows. When a ferrule is inserted into the inside of the sleeve 1 and a lateral load is applied to the ferrule, the outermost slit has the effect of preventing cracking. The effect is. This is because if an edge is formed at the outer surface slit boundary 1d as in the conventional case, the ridge line which is the edge has various uneven surfaces microscopically, and stress concentrates in the concave portion, so that the bending load is increased. Because it becomes weaker against In particular, when the split sleeve is used as an optical fiber connector as shown in FIG. 4, even when a lateral load is applied to the ferrule 2 inserted into the split sleeve 1, the split sleeve 1 is less likely to crack.
[0028]
For example, in the case of a split sleeve 1 having an inner diameter of 2.493 mm and an outer diameter of 3.400 mm used in an FC-type optical fiber connector, the total value of the radii of curvature R1 and R2 of the inner slit boundary 1c and the outer slit boundary 1d. Is 0.907 mm, which is the difference between the outer diameter and the inner diameter. Further, in the MU type optical fiber connector defined in JIS C 5970 using a ferrule for φ1.25 mm, since the inner diameter is 1.245 mm and the outer diameter is 1.690 mm, the curvature of the inner slit boundary 1 c and the outer slit boundary 1 d is set. The maximum value of the sum of the radii R1 and R2 is 0.445 mm.
[0029]
For example, in the case of an MU-type optical fiber connector, if the radius of curvature R1 of the inner slit boundary 1c is 0.1 mm, the maximum value of the radius of curvature R2 of the outer slit boundary 1d is 0.345 mm.
[0030]
The curvature radii R1 and R2 of the inner slit boundary 1c and the outer slit boundary 1d are recorded on a recorder using a surface shape measuring device (SURFCOM manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.) or the end surfaces are projected by a projector. Thus, it is possible to use a method of displaying an enlarged curve, and matching the curve with a template for measurement.
[0031]
Further, the surface roughness of the inner slit boundary 1c and the outer slit boundary 1d is preferably in the range of 0.001 to 0.2 μm in terms of arithmetic average surface roughness (Ra).
[0032]
If the arithmetic average surface roughness (Ra) is less than 0.001 μm, it is the limit value of the current polishing technique when the sleeve 1 is formed of ceramics, and is also the measurement limit value. On the other hand, if the arithmetic average surface roughness (Ra) exceeds 0.2 μm, the stress is concentrated on the concave portion because the surface is too rough, and the effect of preventing cracking cannot be exerted.
[0033]
The arithmetic average surface roughness (Ra) is obtained by bringing the stylus into contact with the inner slit boundary 1c or the outer slit boundary 1d of the split sleeve 1 using a contact type shape measuring instrument and moving the stylus. A method of measuring the runout of the sample is used.
[0034]
Further, it is preferable that the inner slit boundary 1c and the outer slit boundary 1d are polished surfaces, and the end surface has a large surface roughness on a ground surface or a baked surface, and stress is concentrated on the uneven portions, thereby generating cracks. This is because the danger of the risk increases.
[0035]
In addition, it is preferable that both ends of the split sleeve 1 have a smooth circular arc cross-sectional shape that is continuous also at the boundary between the inner peripheral surface 1b and the outer peripheral surface 1f, and the radius of curvature is 0.01 to 0.3 mm. The surface roughness is more preferably in the range of 0.001 to 0.2 μm in terms of arithmetic average surface roughness (Ra), similarly to the inner surface slit boundary 1c and the outer surface slit boundary 1d.
[0036]
Examples of the material of the split sleeve 1 include ceramics having crystal grains mainly composed of zirconia, alumina, silicon nitride, silicon carbide, aluminum nitride, cordierite, mullite, and the like, or crystallized glass, metal, plastics and the like. Although various materials can be used, ceramics containing zirconia as a main component are most suitable.
[0037]
Specifically, it contains ZrO ₂ as a main component, and contains at least one of stabilizers such as Y ₂ O ₃ , MgO, CaO, CeO ₂ , Dy ₂ O _3, and mainly has a tetragonal crystal. It is desirable to use partially stabilized zirconia ceramics.
[0038]
As the zirconia ceramics, those having an average crystal grain size of 0.1 to 1.0 μm and a porosity of 3% or less can be used. Here, if the average crystal grain size exceeds 1.0 μm, voids between crystals become large, and a good outer peripheral surface cannot be obtained. Further, it is difficult to stably adjust the particle size to 0.1 μm or less when pulverizing with a ball mill or the like at the time of mixing the raw materials, and since the crystal grows after firing, the particle size is further increased. The above is desirable. The porosity indicates the percentage of voids contained in the solid of the split sleeve 1 as a percentage. If the porosity exceeds 3%, the surface portion of the porosity deteriorates the surface roughness, leading to deterioration in strength.
[0039]
Here, the method for manufacturing the split sleeve 1 of the present invention will be described for the case where the split sleeve 1 is made of zirconia ceramics.
[0040]
First, molding such as extrusion molding or injection molding is performed to obtain a long cylindrical body, and then the obtained molded body is fired at a predetermined temperature.
[0041]
In the case of a material other than ceramics, a cylindrical body can be obtained by bending a flat plate made of phosphor bronze by precision press working, or by molding plastics by precision injection molding.
[0042]
Thereafter, the inner peripheral surface of the fired cylindrical body is polished concentrically using diamond abrasive grains or the like about the axis of the cylindrical body, and the outer peripheral surface is ground and length processed. In the outer peripheral surface grinding, the dimensions of the outer diameter are adjusted, and in the length processing, what has been integrally molded and fired in advance into a long cylindrical body is cut into a predetermined length, and slit 1a processing is performed.
[0043]
Next, as shown in FIG. 2, the brush 4b coated with the diamond paste 5 is inserted into the slit 1a, and is moved while being rotated from one opening of the cylindrical body to the other opening, thereby obtaining the slit 1a. An inner slit boundary portion 1c and an outer slit boundary portion 1d having a smooth circular arc cross-sectional shape can be formed on the end surface.
[0044]
Here, the core 4a of the rotating brush 4 may be made of metal made of hard steel wire such as a piano wire, and a hole may be provided in the radial direction to embed and fix the brush 4b, or the core 4a and the brush 4b may be thin wires. May be used. It is desirable that the brush 4b is made of Mexican plant fiber called Mexican fiber.
[0045]
The diamond paste 5 is desirably used by mixing diamond abrasive grains having an average particle size of 2 to 5 μm with highly viscous oil. If the average particle size of the abrasive grains is less than 2 μm, the polishing time is too long. On the other hand, if the average particle size is more than 5 μm, the polishing flaw becomes large, and stress is concentrated on the flaw portion, and the crack prevention effect is reduced. This is because it cannot be performed.
[0046]
It is desirable that the rotation speed of the rotating brush 4 be 200 to 1000 rpm. If the rotation speed is less than 200 rpm, the polishing time is too long. If the rotation speed is more than 1000 rpm, the rotation speed is too high, and the diamond paste 5 is not fixed to the rotating brush 3.
[0047]
Further, the moving speed of the rotating brush 4 is desirably 0.01 to 0.5 m / s. If it is less than 0.01 m / s, the processing time will be long and the cost will be increased. If it exceeds 0.5 m / s, it will be too early, the polishing effect will be lost, and eventually it will be necessary to take a long time.
[0048]
Here, the processing with the rotating brush 4 may use not only a single pass through the slit 1a but also a method of reciprocating several times. Also. By applying a vertical motion to the rotating brush 4, the polishing effect can be enhanced.
[0049]
According to the above-described method, it is possible to make the slit 1a, the inner slit boundary portion 1c, and the outer slit boundary portion 1d into an arcuate cross-sectional shape so as to be smoothly continuous. Since it is a force for shaving the inner peripheral surface 1b and the outer peripheral surface 1f, it is possible to process an arc cross-sectional shape as a result.
[0050]
Here, when changing the radius of curvature between the inner surface slit boundary 1c and the outer surface slit boundary 1d, it becomes possible by adjusting the length of the brush 4b. For example, when the radius of curvature of the outer surface slit boundary 1d is larger than the radius of curvature of the inner surface slit boundary 1c, this can be easily achieved by shortening the length of the brush 4b of the rotating brush 4 in FIG. .
[0051]
According to such a manufacturing method, the inner slit boundary 1c and the outer slit boundary 1d can be easily processed, and the radius of curvature thereof can be processed to a desired value by adjusting the length of the brush 4b of the rotating brush 4. When used as an optical fiber connector, stress concentration can be effectively prevented and cracking can be prevented.
[0052]
【Example】
Next, examples of the present invention will be described.
[0053]
As an embodiment of the present invention, a split sleeve as shown in FIG. 1 is manufactured. Six types of split sleeve samples were prepared which were made of zirconia ceramics, and had arcuate cross-sectional shapes with curvature radii R1 and R2 as shown in Table 1 at the inner slit boundary and the outer slit boundary.
[0054]
In addition, as a comparative example, a split sleeve sample having an edge portion that is not subjected to processing at the inner slit boundary portion and the outer slit boundary portion, a 0.3 mm chamfered portion only at the inner slit boundary portion, and processed at the outer slit boundary portion Three types of split sleeve samples were prepared: a non-finished split sleeve sample, a curvature radius of 0.3 mm at the inner slit boundary, and a non-processed outer slit boundary.
[0055]
The nine types of split sleeve samples have an inner diameter of 2.493 mm, an outer diameter of 3.4 mm, a length of 11.4 mm, and a slit width of 0.5 mm.
[0056]
As shown in FIG. 3, 100 pieces of each of these types are prepared, and the split sleeve sample 1 to be destroyed is inserted and fixed in the sleeve fixing jig 7 as shown in FIG. A ferrule 2 of 10.5 mm was inserted into the split sleeve sample 1 to be destroyed, a load P was applied to the rear end of the ferrule 2 to break the split sleeve 1, and the load at that time was measured.
[0057]
The conditions at this time were as follows: the speed of applying the load was 5 mm / min, the temperature was 25 ° C., and the humidity was 59%.
[0058]
Table 1 shows the average value of the breaking load of each sample.
[0059]
[Table 1]

[0060]
According to Table 1, the conventional split sleeve having no arc-shaped cross section at the boundary between the inner slit and the outer slit has an average breaking load of 428 g and a chamfer of 0.3 mm × 0.3 mm at the boundary of the inner slit. For a split sleeve having no arc-shaped cross section at the outer slit boundary, the average breaking load is 467 g, and for a split sleeve not having an arc-shaped cross section at the outer slit boundary at a radius of curvature of 0.3 mm at the inner slit boundary, the average breaking load is The value was 479 g.
[0061]
On the other hand, in the split sleeve 1 of the present invention in which the radius of curvature of the inner slit boundary is 0.01 to 0.7 mm and the radius of curvature of the outer slit boundary is 0.01 to 0.45 mm, the average breaking load is And 539 to 581 g, respectively, showing good results.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the split sleeve for optical communication has the axial slit extending from one opening of the cylindrical body to the other opening, and connects the optical fibers inserted from both openings. The inner slit boundary, which is the boundary between the slit and the inner peripheral surface, and the outer slit boundary, which is the boundary between the slit and the outer peripheral surface, are smoothly connected to the inner peripheral surface or the outer peripheral surface and the slit, respectively. By adopting an arcuate cross-sectional shape, the connection loss can be reduced, the strength against bending stress can be increased, and the occurrence of cracks can be prevented.
[0063]
Further, the radius of curvature of the arc cross-sectional shape at the inner slit boundary is 0.005 to 0.2 mm, the radius of curvature of the arc cross-sectional shape at the outer slit boundary is 0.02 to 0.5 mm, and the outer slit is formed. By making the radius of curvature of the boundary portion larger or equal to the radius of curvature of the boundary portion of the inner surface slit, the connection loss can be reduced and the strength against bending stress can be increased, thereby preventing the occurrence of cracks. be able to.
[0064]
Furthermore, by setting the surface roughness of the inner surface slit boundary portion and the outer surface slit boundary portion in the range of 0.001 to 0.2 μm in arithmetic average surface roughness (Ra), the strength against bending stress can be increased. This makes it possible to prevent the occurrence of cracks.
[0065]
In addition, since the split sleeve for optical communication is made of zirconia ceramics, a split sleeve having high long-term reliability can be obtained.
[0066]
Then, in the method for manufacturing a split sleeve for optical communication according to any of the above, after processing a slit in the cylindrical body, a brush coated with diamond paste in the slit from one opening to the other opening. By moving while rotating toward the inner surface, the inner slit boundary and the outer slit boundary are formed at the inner slit boundary and the outer slit boundary by forming the inner slit boundary and the outer slit boundary that form a smooth arc cross-sectional shape in the slit. Alternatively, it is possible to form a smooth circular arc cross-sectional shape that is continuous with the outer peripheral surface and the slit.
[0067]
Further, by inserting and butting ferrules holding an optical fiber from both openings of the optical communication split sleeve according to any of the above, and connecting the end faces of the optical fibers, connection loss can be reduced. In addition, the strength against bending stress can be increased, and the occurrence of cracks can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing one embodiment of a split sleeve of the present invention, wherein (a) is a front view and (b) is a plan view.
FIG. 2 is a perspective view showing a method for processing a split sleeve according to the present invention.
FIG. 3 is a sectional view showing a bending test of the split sleeve of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an optical fiber connector using the split sleeve of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view showing a conventional split sleeve.
6A and 6B are plan views showing a conventional split sleeve.
FIG. 7 is a perspective view showing a split state of a conventional split sleeve.
[Explanation of symbols]
1: split sleeve 1a: slit 1b: inner peripheral surface 1c: inner slit boundary 1d: outer slit association portion 1e: slit opposing portion 1f: outer peripheral surface 2: ferrule 2a: through hole 2b: distal end surface 3: optical fiber 4: Rotary brush 4a: mandrel 4b: brush 5: diamond paste 6: crack 7: sleeve fixing jig

Claims

An optical communication split sleeve that has an axial slit extending from one opening of the cylindrical body to the other opening, and connects optical fibers inserted through both openings. The inner slit boundary part which is a boundary part and the outer slit boundary part which is a boundary part between the slit and the outer peripheral surface have a smooth circular arc cross-sectional shape continuous with the inner peripheral surface or the outer peripheral surface and the slit, respectively. Optical communication split sleeve.

2. The split sleeve for optical communication according to claim 1, wherein a radius of curvature of the boundary of the outer surface slit is equal to or larger than a radius of curvature of the boundary of the inner surface slit.

The radius of curvature of the arc cross-sectional shape at the inner slit boundary is 0.005 to 0.2 mm, and the radius of curvature of the arc cross-sectional shape at the outer slit boundary is 0.02 to 0.5 mm. The split sleeve for optical communication according to claim 1.

The surface roughness of the inner slit boundary and the outer slit boundary is in the range of 0.001 to 0.2 [mu] m in arithmetic average surface roughness (Ra). The split sleeve for optical communication described in the above.

The split sleeve for optical communication according to any one of claims 1 to 4, wherein the split sleeve is made of zirconia ceramics.

The method for manufacturing an optical communication split sleeve according to any one of claims 1 to 5, wherein after a slit is formed in the cylindrical body, a brush having a diamond paste applied to the slit is moved from one opening to the other opening. A method of manufacturing a split sleeve for optical communication, comprising forming an inner slit boundary portion and an outer slit boundary portion having a smooth circular arc cross-sectional shape in the slit by moving the slit while rotating the slit.

6. An optical fiber comprising: a ferrule holding an optical fiber inserted into both openings of the split sleeve for optical communication according to claim 1; connector.